JP6036342B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.

例えば1成分接触現像方式の画像形成装置では、表面にトナー薄層が形成されて回転する現像ローラから感光体表面の静電潜像にトナーが供給されることでトナー像が形成される。この様な画像形成装置において出力される画像品質を維持するためには、現像ローラ表面に形成されるトナー薄層におけるトナー帯電量及びトナー層の厚さを経時に渡って均一に保つ必要がある。   For example, in a one-component contact development type image forming apparatus, a toner image is formed by supplying toner to an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor from a rotating developing roller having a thin toner layer formed on the surface. In order to maintain the image quality output in such an image forming apparatus, it is necessary to keep the toner charge amount and the toner layer thickness in the toner thin layer formed on the surface of the developing roller uniform over time. .

しかし、この様な画像形成装置は、トナー薄層を形成する規制部材や感光体等がトナー薄層を介して現像ローラに接触して回転しており、現像ローラ表面のトナーフィルミング、規制部材へのトナー固着等が発生する場合がある。現像ローラのトナーフィルミングや規制部材のトナー固着等が生じると、感光体表面の静電潜像にトナーを均一に供給できず、高品質画像を形成することが困難になる。   However, in such an image forming apparatus, a regulating member for forming a toner thin layer, a photosensitive member or the like rotates in contact with the developing roller through the toner thin layer, and the toner filming and regulating member on the surface of the developing roller is rotated. In some cases, toner sticks to the toner. When toner filming of the developing roller or toner fixing of the regulating member occurs, it is difficult to uniformly supply toner to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor, and it becomes difficult to form a high-quality image.

そこで、現像ローラ表面に回転方向に対して後退する、非対称の傾斜を持つ波形状の凹凸を作ることで、現像ローラ、トナー及び感光体の摩擦を軽減して長寿命化を図ると共に、トナー搬送性を長期に渡って維持することができる現像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, the surface of the developing roller is recessed with respect to the rotation direction and has a wave-shaped unevenness with an asymmetrical inclination, thereby reducing friction between the developing roller, toner and photoconductor, and extending the life of the roller. A developing device that can maintain the properties for a long period of time has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1に係る現像装置により、トナー搬送安定性の向上を図ることはできるが、現像ローラ表面のトナーフィルミングや規制部材へのトナー固着の発生を抑制できない可能性がある。   However, although the developing device according to Patent Document 1 can improve the toner conveyance stability, there is a possibility that the toner filming on the surface of the developing roller and the toner sticking to the regulating member cannot be suppressed.

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、現像ローラのトナー搬送性、耐固着性及び耐フィルミング性を向上させることが可能な現像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of improving toner transportability, adhesion resistance, and filming resistance of a developing roller.

本発明の一態様によれば、下から順に、目開き20μmの第1ふるい、目開き45μmの第2ふるい、及び目開き75μmの第3ふるいを積み上げ、前記第3ふるいに2g載せて1分間加振した後に以下の式(1)により求められる凝集度が50〜90%のトナーと、前記トナーを担持して回転する現像ローラと、を有する現像装置であって、前記現像ローラは、周方向に伸びる複数のスジ状の溝部と、回転軸方向に伸びる複数の段差部とを表面に有する。
凝集度=100×(第3ふるいの残トナー量+0.6×第2ふるいの残トナー量+0.2×第1ふるいの残トナー量)/2 ・・・式(1)
According to one aspect of the present invention, in order from the bottom, a first sieve having an opening of 20 μm, a second sieve having an opening of 45 μm, and a third sieve having an opening of 75 μm are stacked and placed on the third sieve for 2 minutes. A developing device including a toner having a cohesion degree of 50 to 90% obtained by the following formula (1) after being shaken, and a developing roller that carries and rotates the toner. The surface has a plurality of stripe-shaped grooves extending in the direction and a plurality of stepped portions extending in the direction of the rotation axis.
Aggregation degree = 100 × (residual toner amount of third sieve + 0.6 × residual toner quantity of second sieve + 0.2 × residual toner amount of first sieve) / 2 Formula (1)

本発明の実施形態によれば、現像ローラのトナー搬送性、耐固着性及び耐フィルミング性を向上させることが可能な現像装置を提供できる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a developing device capable of improving the toner conveyance performance, the sticking resistance and the filming resistance of the developing roller.

実施形態に係る画像形成装置の概略構成を例示する図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を例示する図である。It is a figure which illustrates schematic structure of the process cartridge which concerns on embodiment. 実施形態に係る現像ローラ表面構造を例示する図である。It is a figure which illustrates the development roller surface structure concerning an embodiment. 実施形態に係る現像ローラ表面の概略構造を例示する図である。It is a figure which illustrates schematic structure of the developing roller surface concerning an embodiment.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

<画像形成装置の構成>
まず、図1に基づいて、実施形態に係る一成分現像方式の画像形成装置50の全体構成及び動作について説明する。図1は、画像形成装置50の内部構成を例示する概略図である。なお、本実施形態に係る画像形成装置50はカラープリンタであるが、単色或いはカラーのFAX、プリンタ、複合機であっても良い。
<Configuration of image forming apparatus>
First, the overall configuration and operation of the one-component developing type image forming apparatus 50 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view illustrating the internal configuration of the image forming apparatus 50. Note that the image forming apparatus 50 according to the present embodiment is a color printer, but may be a single-color or color FAX, a printer, or a multifunction peripheral.

図1に示す様に、画像形成装置50は、本体フレーム51の中央部に4つのプロセスカートリッジ58K,58C,58M,58Yが併設されている。また、プロセスカートリッジ58K,58C,58M,58Yの上部には、感光体1K,1C,1M,1Yに潜像を形成するための露光装置57が設けられている。感光体1K,1C,1M,1Yは、表面にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像がそれぞれ形成される。   As shown in FIG. 1, in the image forming apparatus 50, four process cartridges 58K, 58C, 58M, and 58Y are provided at the center of the main body frame 51. An exposure device 57 for forming a latent image on the photoreceptors 1K, 1C, 1M, and 1Y is provided above the process cartridges 58K, 58C, 58M, and 58Y. The photoreceptors 1K, 1C, 1M, and 1Y have a black toner image, a cyan toner image, a magenta toner image, and a yellow toner image formed on the surface.

プロセスカートリッジ58K,58C,58M,58Yは、現像剤として使用されるトナーの色が異なるだけで同様の構成であり、以下では各色を表す符号を省略してプロセスカートリッジ58として説明する。同様に、感光体1K,1C,1M,1Yについても、各色を表す符号を省略して感光体1として説明する。   The process cartridges 58K, 58C, 58M, and 58Y have the same configuration except that the color of the toner used as the developer is different. Hereinafter, the process cartridges 58 will be described by omitting reference numerals representing the respective colors. Similarly, the photoconductors 1K, 1C, 1M, and 1Y will be described as photoconductors 1 by omitting symbols representing the respective colors.

プロセスカートリッジ58は、図2に示す様に、フレーム14の内部に感光体1、帯電ローラ11、クリーニングブレード13、現像装置100を有する。プロセスカートリッジ58は、フレーム14を介して画像形成装置50の装置本体としての本体フレーム51に対して着脱自在に設置される。   As shown in FIG. 2, the process cartridge 58 includes a photoreceptor 1, a charging roller 11, a cleaning blade 13, and a developing device 100 inside a frame 14. The process cartridge 58 is detachably installed on a main body frame 51 as an apparatus main body of the image forming apparatus 50 via the frame 14.

帯電ローラ11は、感光体1の表面に圧接されており、回転駆動する感光体1に従動回転しながら不図示の高圧電源によって、DC又はDCにACが重畳されたバイアスが印加され、例えば−1000〜−200Vに感光体1の表面を一様に帯電する。   The charging roller 11 is in pressure contact with the surface of the photosensitive member 1, and a bias in which AC is superimposed on DC or DC is applied by a high voltage power supply (not shown) while being driven to rotate by rotating the photosensitive member 1. The surface of the photoreceptor 1 is uniformly charged to 1000 to -200V.

現像装置100は、現像ローラ101、層厚規制部材102、供給ローラ103、トナー収容室104、攪拌部材105、攪拌搬送スクリュ106,107を有する。   The developing device 100 includes a developing roller 101, a layer thickness regulating member 102, a supply roller 103, a toner storage chamber 104, a stirring member 105, and stirring and conveying screws 106 and 107.

トナー収容室104に収容されているトナーは、回転する攪拌部材105により攪拌されて解された状態で、攪拌搬送スクリュ106,107によって供給ローラ103に搬送される。供給ローラ103は、表面に付着したトナーを現像ローラ101の表面に供給する。   The toner accommodated in the toner accommodating chamber 104 is conveyed to the supply roller 103 by the agitating and conveying screws 106 and 107 in a state of being agitated and unwound by the rotating agitating member 105. The supply roller 103 supplies the toner adhering to the surface to the surface of the developing roller 101.

現像ローラ101は、供給ローラ103から供給されるトナーを担持して回転する。現像ローラ101表面のトナーは、層厚規制部材102により薄層化されると共に帯電されたトナー層が形成される。現像ローラ101には、不図示の高圧電源から現像バイアスが印加され、トナー層を介して当接する感光体1との間で電界を形成して感光体1表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。   The developing roller 101 carries the toner supplied from the supply roller 103 and rotates. The toner on the surface of the developing roller 101 is thinned by the layer thickness regulating member 102 and a charged toner layer is formed. A developing bias is applied to the developing roller 101 from a high voltage power supply (not shown), and an electric field is formed between the developing roller 101 and the photosensitive member 1 that is in contact with the developing roller 101 through the toner layer, and toner is supplied to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member 1. Thus, a toner image is formed.

層厚規制部材102は、自由端側が現像ローラ101表面に押圧されており、現像ローラ101との間を通過するトナーを薄層化すると共に摩擦帯電によりトナーに電荷を付与する。   The layer thickness regulating member 102 has a free end pressed against the surface of the developing roller 101, thins the toner passing between the developing roller 101, and imparts electric charge to the toner by frictional charging.

現像ローラ101と感光体1との間には現像電界が形成され、感光体1表面の静電潜像に現像ローラ101表面のトナー層からトナーが供給されることで、感光体1表面にトナー像が形成される。   A developing electric field is formed between the developing roller 101 and the photoreceptor 1, and toner is supplied to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 1 from the toner layer on the surface of the developing roller 101, so that the toner is applied to the surface of the photoreceptor 1. An image is formed.

図1に示す様に、プロセスカートリッジ58の下部には、中間転写ベルト53が設けられている。中間転写ベルト53は、一次転写ローラ54、二次転写対向ローラを兼ねる駆動ローラ55、クリーニング対向ローラ59、テンションローラを兼ねる従動ローラ56に張架され、駆動ローラ55に従動して回転する。   As shown in FIG. 1, an intermediate transfer belt 53 is provided below the process cartridge 58. The intermediate transfer belt 53 is stretched around a primary transfer roller 54, a drive roller 55 that also serves as a secondary transfer counter roller, a cleaning counter roller 59, and a driven roller 56 that also serves as a tension roller, and rotates following the drive roller 55.

各感光体1表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ54との間に形成される転写電界により中間転写ベルト53上に重ねて転写されることで、カラートナー像が形成される。   The toner image formed on the surface of each photoreceptor 1 is transferred onto the intermediate transfer belt 53 by a transfer electric field formed between the primary transfer roller 54 and a color toner image is formed.

中間転写ベルト53の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容する給紙カセット60が設けられている。用紙Pは、給紙ローラ61、搬送ローラ62等により給紙搬送されて二次転写ローラ63と中間転写ベルト53との間を通過する際に、中間転写ベルト53上のトナー像が二次転写される。用紙Pにトナー像を転写した後の中間転写ベルト53表面の転写残トナーは、クリーニング装置66のブレード66aによって掻き取られてトナー回収装置67に回収される。   Below the intermediate transfer belt 53, a paper feed cassette 60 for storing paper P as a recording medium is provided. When the sheet P is fed and conveyed by the sheet feeding roller 61 and the conveying roller 62 and passes between the secondary transfer roller 63 and the intermediate transfer belt 53, the toner image on the intermediate transfer belt 53 is subjected to the secondary transfer. Is done. The transfer residual toner on the surface of the intermediate transfer belt 53 after the toner image is transferred to the paper P is scraped off by the blade 66a of the cleaning device 66 and recovered by the toner recovery device 67.

トナー像を表面に載せた用紙Pは、定着装置64を通過する際に加熱及び加圧されて表面にトナー像が定着され、排紙ローラ65により排紙トレイ68に排出される。   The paper P on which the toner image is placed is heated and pressed when passing through the fixing device 64 to fix the toner image on the surface, and is discharged to the paper discharge tray 68 by the paper discharge roller 65.

画像形成装置50は、以上で説明した構成及び動作により、用紙Pに画像を印刷して機外に排出する。なお、画像形成装置としては、例えば感光体1から用紙Pに直接トナー像を転写する構成等であっても良く、本実施形態の構成に限るものではない。   The image forming apparatus 50 prints an image on the paper P and discharges it outside the apparatus by the configuration and operation described above. The image forming apparatus may be configured to transfer a toner image directly from the photosensitive member 1 to the paper P, and is not limited to the configuration of the present embodiment.

<現像ローラの表面構造>
図3は、実施形態に係る現像ローラ101の表面構造を例示する図である。
<Development roller surface structure>
FIG. 3 is a diagram illustrating the surface structure of the developing roller 101 according to the embodiment.

図3(a)は、現像ローラ101表面の一部を拡大して模式的に表した図である。図3(a)に示す様に、現像ローラ101は、周方向に伸びる複数のスジ状の溝部111と、回転軸方向に伸びる複数の段差部112とを表面に有する。図3(b)は、現像ローラ101表面に形成される溝部111の拡大写真であり、図3(c)は、現像ローラ101の表面に形成される段差部112の拡大写真である。現像ローラ101には、表面全体に渡って溝部111及び段差部112が混在する様に形成されている。   FIG. 3A is a diagram schematically showing an enlarged part of the surface of the developing roller 101. As shown in FIG. 3A, the developing roller 101 has a plurality of stripe-shaped groove portions 111 extending in the circumferential direction and a plurality of step portions 112 extending in the rotation axis direction on the surface. 3B is an enlarged photograph of the groove 111 formed on the surface of the developing roller 101, and FIG. 3C is an enlarged photograph of the stepped portion 112 formed on the surface of the developing roller 101. The developing roller 101 is formed so that a groove 111 and a step 112 are mixed over the entire surface.

一成分現像方式は、現像ローラ101と層厚規制部材102との間、現像ローラ101と感光体1との間等におけるトナーへのストレスが大きく、層厚規制部材102へのトナー固着、現像ローラ101表面へのトナーフィルミング等が発生する場合がある。   In the one-component development method, the stress on the toner is large between the developing roller 101 and the layer thickness regulating member 102, between the developing roller 101 and the photoreceptor 1, and the toner is fixed to the layer thickness regulating member 102. In some cases, toner filming on the surface 101 occurs.

特に、省エネ化のために低温定着トナーを用いた場合には、この様な問題が発生し易くなる。また、層厚規制部材102を研磨してトナー固着を防止するために研磨剤入りのトナーを用いる場合には、トナー流動性が低下することにより画像ベタ追従不良、トナー供給不良が発生し、研磨効果が低下して層厚規制部材102の研磨効果が得られずトナー固着を防止できない場合がある。   In particular, when a low-temperature fixing toner is used for energy saving, such a problem is likely to occur. In addition, when using toner containing an abrasive to polish the layer thickness regulating member 102 to prevent toner sticking, the fluidity of the toner decreases, resulting in poor solid image tracking and poor toner supply. In some cases, the effect is lowered, and the layer thickness regulating member 102 cannot obtain the polishing effect, and toner sticking cannot be prevented.

本実施形態に係る現像ローラ101によれば、周方向に形成された溝部111が、例えばトナーに含まれる研磨剤による層厚規制部材102の研磨効果を高めることで、トナー固着の発生を抑制することができる。   According to the developing roller 101 according to the present embodiment, the groove 111 formed in the circumferential direction enhances the polishing effect of the layer thickness regulating member 102 by, for example, an abrasive contained in the toner, thereby suppressing the occurrence of toner fixation. be able to.

また、回転軸方向に形成された段差部112は、供給ローラ103から供給されるトナーを効率的に層厚規制部材102まで運ぶことができるため、トナー搬送の安定性向上に寄与し、ベタ追従不良を改善することができる。   Further, the step portion 112 formed in the rotation axis direction can efficiently carry the toner supplied from the supply roller 103 to the layer thickness regulating member 102, thereby contributing to the improvement of the toner conveyance stability and the solid follow-up. Defects can be improved.

また、現像ローラ101は、溝部111及び段差部112により、層厚規制部材102近傍のトナーを流動化させる効果を有し、感光体1との間の現像部へのトナー供給量が低下するトナー供給不良の発生を抑制できる。   Further, the developing roller 101 has an effect of fluidizing the toner in the vicinity of the layer thickness regulating member 102 by the groove 111 and the stepped portion 112, and the toner that decreases the amount of toner supplied to the developing portion between the developing roller 101 and the photosensitive member 1. Occurrence of supply failure can be suppressed.

この様に、本実施形態に係る現像装置100によれば、現像ローラ101が溝部111及び段差部112を有することにより、例えば凝集度が高いトナーを用いた場合であっても、トナー搬送性、耐固着性及び耐フィルミング性等を向上させることが可能になる。   As described above, according to the developing device 100 according to the present embodiment, since the developing roller 101 includes the groove portion 111 and the step portion 112, for example, even when toner having a high degree of aggregation is used, Fixing resistance, filming resistance, and the like can be improved.

図4に、現像ローラ表面の概略構造を例示する。図4(a)は溝部111の形状を例示する図であり、図4(b)は段差部112の形状を例示する図である。   FIG. 4 illustrates a schematic structure of the developing roller surface. FIG. 4A is a diagram illustrating the shape of the groove portion 111, and FIG. 4B is a diagram illustrating the shape of the step portion 112.

図4(a)に例示するL1は、現像ローラ101の周方向に伸びる溝部111の長さである。また、Dは、現像ローラ101表面からの溝部111の深さであり、P1は、現像ローラ101表面において回転軸方向に隣り合う溝部111の間隔(ピッチ)である。   L1 illustrated in FIG. 4A is the length of the groove 111 extending in the circumferential direction of the developing roller 101. D is the depth of the groove 111 from the surface of the developing roller 101, and P1 is the interval (pitch) between the grooves 111 adjacent to each other in the rotation axis direction on the surface of the developing roller 101.

溝部111の長さL1の平均値は、20〜50μmであることが好ましく、30〜40μmであることがより好ましい。また、深さDの平均値は、2〜5μmであることが好ましく、3〜4.5μmであることがより好ましい。ピッチP1の平均値は、10〜50μmであることが好ましく、20〜40μmであることがより好ましい。現像ローラ101が、表面にトナー粒子径に対して適正な凹凸を持つことで、トナーに運動エネルギーを与えて現像ローラ101との接触回数を増やし、その結果トナーの帯電量が安定するという効果がある。   The average value of the length L1 of the groove 111 is preferably 20 to 50 μm, and more preferably 30 to 40 μm. Moreover, it is preferable that the average value of the depth D is 2-5 micrometers, and it is more preferable that it is 3-4.5 micrometers. The average value of the pitch P1 is preferably 10 to 50 μm, and more preferably 20 to 40 μm. Since the developing roller 101 has an appropriate unevenness on the surface with respect to the toner particle diameter, the toner is given kinetic energy to increase the number of times of contact with the developing roller 101, and as a result, the charge amount of the toner is stabilized. is there.

図4(b)に例示するL2は、現像ローラ101の回転軸方向に伸びる段差部112の長さである。また、Hは、現像ローラ101表面からの段差部112の高さであり、P2は、現像ローラ101表面において周方向に隣り合う段差部112の間隔(ピッチ)である。   L2 illustrated in FIG. 4B is the length of the stepped portion 112 extending in the rotation axis direction of the developing roller 101. H is the height of the stepped portion 112 from the surface of the developing roller 101, and P2 is the interval (pitch) between the stepped portions 112 adjacent in the circumferential direction on the surface of the developing roller 101.

段差部112の長さL2の平均値は、50〜500μmであることが好ましく、100〜300μmであることがより好ましい。また、高さHの平均値は、2〜5μmであることが好ましく、3〜4.5μmであることがより好ましい。ピッチP2の平均値は、50〜200μmであることが好ましく、80〜180μmであることがより好ましい。   The average value of the length L2 of the stepped portion 112 is preferably 50 to 500 μm, and more preferably 100 to 300 μm. Moreover, it is preferable that the average value of the height H is 2-5 micrometers, and it is more preferable that it is 3-4.5 micrometers. The average value of the pitch P2 is preferably 50 to 200 μm, and more preferably 80 to 180 μm.

また、本実施形態の現像装置に用いられるトナーとしては、凝集度が50〜90%のトナーを用いることが可能であるが、トナーの凝集度としては70〜85%であることがより好ましい。現像ローラ101表面の段差部112は、トナーを攪拌することでトナーの循環が向上するという効果がある。   Further, as the toner used in the developing device of the present embodiment, a toner having an aggregation degree of 50 to 90% can be used, but the aggregation degree of the toner is more preferably 70 to 85%. The step portion 112 on the surface of the developing roller 101 has an effect of improving toner circulation by stirring the toner.

(トナー製造例)
[樹脂分散体1]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加えた。15分後に、スチレンモノマー200部、n−オクタンチオール4.2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、更に60分間80℃に保って重合反応させた。その後、冷却して体積平均粒径135nmの白色の[樹脂分散体1]を得た。この[樹脂分散体1]を2mLシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量8300、重量平均分子量16900、Tg83℃であった。
(Example of toner production)
[Resin dispersion 1]
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 0.7 part of sodium dodecyl sulfate and 498 parts of ion-exchanged water were dissolved by heating to 80 ° C. with stirring, and then potassium persulfate. What melt | dissolved 2.6 parts in 104 parts of ion-exchange water was added. After 15 minutes, a monomer mixture of 200 parts of styrene monomer and 4.2 parts of n-octanethiol was dropped over 90 minutes, and the polymerization reaction was further maintained at 80 ° C. for 60 minutes. Then, it cooled and the white [resin dispersion 1] with a volume average particle diameter of 135 nm was obtained. When this [Resin Dispersion 1] was placed in a 2 mL petri dish and the dried solid obtained by evaporating the dispersion medium was measured, the number average molecular weight was 8300, the weight average molecular weight was 16900, and Tg was 83 ° C.

[ポリエステル1の合成]
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下230℃で8時間反応させた。更に10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下180℃で2時間反応させて、[ポリエステル1]を得た。この[ポリエステル1]は、数平均分子量2,500、重量平均分子量6,700、ガラス転移温度43℃、酸価25mgKOH/gであった。
[Synthesis of Polyester 1]
229 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 529 parts of bisphenol A propion oxide 3-mole adduct, 208 parts of terephthalic acid, 46 parts of adipic acid and dibutyltin oxide 2 parts were added and reacted at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure. Furthermore, after reacting under reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, 44 parts of trimellitic anhydride was added to the reaction vessel and reacted at 180 ° C. for 2 hours under normal pressure to obtain [Polyester 1]. This [Polyester 1] had a number average molecular weight of 2,500, a weight average molecular weight of 6,700, a glass transition temperature of 43 ° C., and an acid value of 25 mgKOH / g.

[ポリエステル2の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物264部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物523部、テレフタル酸123部、アジピン酸173部及びジブチルチンオキサイド1部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、更に10〜15mmHgの減圧下で8時聞反応させた。その後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、常圧で2時間反応させて、[ポリエステル2]を得た。[ポリエステル2]は、数平均分子量4000、重量平均分子量47000、Tg65℃、酸価12であった。
[Synthesis of Polyester 2]
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 264 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 523 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 123 parts of terephthalic acid, 173 parts of adipic acid and dibutyl 1 part of tin oxide was added and allowed to react at 230 ° C. under normal pressure for 8 hours, and further reacted for 8 hours under reduced pressure of 10 to 15 mmHg. Thereafter, 26 parts of trimellitic anhydride was put in a reaction vessel and reacted at 180 ° C. and normal pressure for 2 hours to obtain [Polyester 2]. [Polyester 2] had a number average molecular weight of 4000, a weight average molecular weight of 47000, Tg of 65 ° C., and an acid value of 12.

[イソシアネート変性ポリエステル1の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルスズオキシド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。更に、10〜15mmHgの減圧下で、5時間反応させて、[中間体ポリエステル1]を得た。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2,200、重量平均分子量9,700、ガラス転移温度54℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価52mgKOH/gであった。
[Synthesis of Isocyanate-modified Polyester 1]
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 682 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 81 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 283 parts of terephthalic acid, 22 parts of trimellitic anhydride And 2 parts of dibutyltin oxide were added and reacted at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure. Furthermore, it was made to react under reduced pressure of 10-15 mmHg for 5 hours, and [Intermediate polyester 1] was obtained. This [Intermediate polyester 1] had a number average molecular weight of 2,200, a weight average molecular weight of 9,700, a glass transition temperature of 54 ° C., an acid value of 0.5 mgKOH / g, and a hydroxyl value of 52 mgKOH / g.

次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れて100℃で5時間反応させて、[イソシアネート変性ポリエステル1]を得た。   Next, 410 parts of [Intermediate Polyester 1], 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate are placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, and reacted at 100 ° C. for 5 hours. Isocyanate-modified polyester 1] was obtained.

[マスターバッチ1の作製]
カーボンブラック(キャボット社製リーガル400R)40部、結着樹脂(ポリエステル樹脂:三洋化成RS−801、酸価10、Mw20,000、Tg64℃)60部、水30部をヘンシェルミキサーで混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロール表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練し、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕して、[マスターバッチ1]を得た。
[Preparation of masterbatch 1]
Carbon black (Cabot Legal 400R) 40 parts, binder resin (polyester resin: Sanyo Kasei RS-801, acid value 10, Mw 20,000, Tg 64 ° C.) 60 parts, water 30 parts are mixed with a Henschel mixer, pigment A mixture with water soaked into the aggregate was obtained. This was kneaded for 45 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C. and pulverized to a size of 1 mm with a pulverizer to obtain [Masterbatch 1].

[油相の作製]
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]545部、[パラフィンワックス(融点74℃)]181部、酢酸エチル1450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]1500部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、顔料、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル2]の66%酢酸エチル溶液655部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。次いで、[顔料・WAX分散液1]976部をTKホモミキサー(特殊機化製)により5,000rpmで1分間混合した後、[イソシアネート変性ポリエステル1]88部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)により5,000rpmで1分間混合して[油相1]を得た。得られた[油相1]の固形分を測定したところ、52.0%であり、固形分に対する酢酸エチルの量は92%であった。
[Production of oil phase]
In a container equipped with a stirrer and a thermometer, 545 parts of [Polyester 1], 181 parts of [paraffin wax (melting point 74 ° C.)] and 1450 parts of ethyl acetate are charged. The temperature is raised to 80 ° C. with stirring, and remains at 80 ° C. After holding for 5 hours, it was cooled to 30 ° C. in 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 100 parts of ethyl acetate were charged in a container and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 1]. Next, 1500 parts of [Raw Material Solution 1] was transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Corporation), a liquid feed speed of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / sec, and 0.5 mm zirconia beads were 80. The pigment and WAX were dispersed under the conditions of volume% filling and 3 passes. Next, 655 parts of a 66% ethyl acetate solution of [Polyester 2] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 1]. Next, after 976 parts of [Pigment / WAX Dispersion 1] were mixed for 1 minute at 5,000 rpm with a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika), 88 parts of [Isocyanate-modified polyester 1] were added, and a TK homomixer (took a special machine) The mixture was mixed at 5,000 rpm for 1 minute to obtain [Oil Phase 1]. The solid content of [Oil Phase 1] obtained was measured and found to be 52.0%. The amount of ethyl acetate based on the solid content was 92%.

[水相の調製]
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液95部、酢酸エチル98部を混合撹拌したところpH6.2となった。これに、10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpH9.5に調整し、[水相1]を得た。
[Preparation of aqueous phase]
970 parts of ion-exchanged water, 40 parts of a 25% aqueous dispersion of organic resin fine particles (styrene / methacrylic acid / butyl acrylate / methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate sodium salt) for dispersion stabilization, dodecyl diphenyl ether When 95 parts of a 48.5% aqueous solution of sodium disulfonate and 98 parts of ethyl acetate were mixed and stirred, the pH reached 6.2. A 10% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise thereto to adjust the pH to 9.5 to obtain [Aqueous Phase 1].

[芯粒子の作製]
得られた[油相1]に[水相1]1200部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却して、液中温度を20℃〜23℃の範囲に調整しながら、TKホモミキサーにより回転数8,000〜15,000rpmで2分間混合した。次いでアンカー翼を取り付けたスリーワンモーターにより回転数130〜350rpmで10分間攪拌し、芯粒子となる油相の液滴が水相に分散された[芯粒子スラリー1]を得た。
[Preparation of core particles]
Add 1200 parts of [Aqueous Phase 1] to the obtained [Oil Phase 1], and cool in a water bath to suppress the temperature rise due to shear heat of the mixer, and adjust the temperature in the liquid to the range of 20 ° C to 23 ° C. Then, the mixture was mixed for 2 minutes at 8,000 to 15,000 rpm with a TK homomixer. Next, the mixture was stirred for 10 minutes at a rotational speed of 130 to 350 rpm by a three-one motor with an anchor blade attached thereto to obtain [core particle slurry 1] in which oil phase droplets serving as core particles were dispersed in an aqueous phase.

[突起部の形成]
[芯粒子スラリー1]をアンカー翼を取り付けたスリーワンモーターにより回転数130〜350rpmで攪拌しながら、液温が22℃の状態で、[樹脂分散体1]106部とイオン交換水71部を混合したもの(固形分濃度15%)を3分間かけて滴下した。滴下後、回転数を200〜450rpmにして30分間攪拌を続け、[複合粒子スラリー1]を得た。この[複合粒子スラリー1]を1mL取って10mLに希釈し、遠心分離したところ、上澄み液は透明であった。
[Forming protrusions]
While stirring [Core Particle Slurry 1] at a rotation speed of 130 to 350 rpm by a three-one motor with an anchor blade, 106 parts of [Resin Dispersion 1] and 71 parts of ion-exchanged water were mixed at a liquid temperature of 22 ° C. The product (solid content concentration 15%) was added dropwise over 3 minutes. After the dropping, stirring was continued for 30 minutes at a rotational speed of 200 to 450 rpm to obtain [Composite Particle Slurry 1]. When 1 mL of [Composite Particle Slurry 1] was taken, diluted to 10 mL, and centrifuged, the supernatant was transparent.

[脱溶工程]
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[複合粒子スラリー1]を投入し、攪拌しながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。この[分散スラリー1]を少量スライドグラス上に置き、カバーガラスを挟んで光学顕微鏡により200倍の倍率で様子を観察したところ、均一な着色粒子が観察された。また[分散スラリー1]を1mL取って10mLに希釈し、遠心分離を行ったところ、上澄み液は透明であった。
[Demelting process]
[Composite particle slurry 1] was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and the solvent was removed at 30 ° C. for 8 hours while stirring to obtain [Dispersion slurry 1]. When this [Dispersion Slurry 1] was placed on a small amount of slide glass and the state was observed with a magnification of 200 times with an optical microscope with a cover glass in between, uniform colored particles were observed. Further, 1 mL of [Dispersion Slurry 1] was taken and diluted to 10 mL, followed by centrifugation. As a result, the supernatant was transparent.

[洗浄・乾燥工程]
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。(3):(2)のリスラリー液のpHが4となるように10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで30分撹拌した後、濾過した。(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後、濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。[濾過ケーキ1]を循風乾燥機により45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。得られた[トナー母体1]を走査電子顕微鏡で観察したところ、芯粒子の表面にビニル樹脂が均一に付着していた。
[Washing and drying process]
[Dispersion Slurry 1] After 100 parts were filtered under reduced pressure, (1): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (10 minutes at a rotation speed of 12,000 rpm), and then filtered. (2): 900 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (1), ultrasonic vibration was applied, and the mixture was mixed with a TK homomixer (30 minutes at 12,000 rpm), and then filtered under reduced pressure. This operation was repeated so that the electric conductivity of the reslurry liquid was 10 μC / cm or less. (3): 10% hydrochloric acid was added so that the reslurry liquid of (2) had a pH of 4, and the mixture was stirred as it was with a three-one motor for 30 minutes and then filtered. (4): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (3), mixed with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered. This operation was repeated so that the reslurry liquid had an electric conductivity of 10 μC / cm or less to obtain [Filter Cake 1]. [Filter cake 1] was dried with a circulating dryer at 45 ° C. for 48 hours and sieved with a mesh of 75 μm to obtain [Toner base 1]. When the obtained [Toner Base 1] was observed with a scanning electron microscope, the vinyl resin was uniformly attached to the surface of the core particles.

前記トナー母体1に対し、クラリアント社製H20TM(外添材1)を1.2部、日本アエロジル社製RY50−N4(外添材2:シリコーンオイル処理シリカ)を3.5部加え、ヘンシェルミキサーに投入して、周速33m/sで10分間撹拌しトナー1を得た。   To the toner base 1, 1.2 parts of Clariant H20TM (external additive 1) and 3.5 parts of RY50-N4 (external additive 2: silicone oil-treated silica) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. are added, and a Henschel mixer is added. And stirred for 10 minutes at a peripheral speed of 33 m / s to obtain toner 1.

次にアエロジル社製RY50−N4をアエロジル社製NX−90にした以外はトナー1と同様にしてトナー2を得た。更にアエロジル社製RY50−N4をCAB-O-SIL社製 EP-BR0403を2.0部にした以外はトナー1と同様にしてトナー3を得た。それぞれのトナー凝集度はトナー1が58%、トナー2が42%、トナー3は86%であった。   Next, toner 2 was obtained in the same manner as toner 1 except that RY50-N4 manufactured by Aerosil was changed to NX-90 manufactured by Aerosil. Further, Toner 3 was obtained in the same manner as Toner 1 except that RY50-N4 (Aerosil) was replaced with 2.0 parts of EP-BR0403 (CAB-O-SIL). The degree of toner aggregation was 58% for toner 1, 42% for toner 2, and 86% for toner 3.

<凝集度の測定>
トナーの凝集度は、ホソカワミクロン社製パウダーテスターを用いて、以下に記す方法により測定した。まず、下から目開き20/45/75μmのふるいを積み上げてパウダーテスターに設置し、トナー2.0gを75μmふるいに載せてパウダーテスターにより振動を1min加えて、各ふるいに残ったトナー重量を測定した。次に、以下の式に基づいて凝集度を求めた。
<Measurement of cohesion>
The degree of toner aggregation was measured by a method described below using a powder tester manufactured by Hosokawa Micron. First, a 20/45/75 μm sieve is stacked from the bottom and placed in a powder tester. 2.0 g of toner is placed on the 75 μm sieve, and vibration is applied for 1 min with the powder tester, and the weight of toner remaining on each sieve is measured. did. Next, the degree of aggregation was determined based on the following formula.

凝集度=100×(75μm残トナー量+0.6×45μm残トナー量+0.2×20μm残トナー量)/2
(実施例1)
日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴムHydrin T3106をSUM製6φの金属シャフト上にゴム厚が3mmになるように押出成型し、その後150℃の環境で120分間保管して加硫した。その後、ローラ表面を水口製作所社製研磨機LEO600−F4L−BMEでゴムローラ表面粗さRaを1.0μmまで粗研磨後、水口製作所社製SZCにてテープ粗さ20μm、ゴムローラ回転数を800rpm、2パス研磨、テープ送り速度25mm/s、オシレーション無し、トラバース送り速度700mm/sの条件で仕上げ研磨を行い、現像ローラ用ゴム基材を得た。
Aggregation degree = 100 × (75 μm residual toner amount + 0.6 × 45 μm residual toner amount + 0.2 × 20 μm residual toner amount) / 2
Example 1
Epichlorohydrin rubber Hydrin T3106 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. was extruded on a SUM 6φ metal shaft to a rubber thickness of 3 mm, and then stored in a 150 ° C. environment for 120 minutes for vulcanization. Thereafter, the surface of the roller was roughly polished to 1.0 μm with a polishing machine LEO600-F4L-BME manufactured by Mizuguchi Seisakusho, and then the tape roughness was 20 μm and the rotation speed of the rubber roller was 800 rpm using SZC made by Mizuguchi Seisakusho. Final polishing was performed under the conditions of pass polishing, tape feed speed of 25 mm / s, no oscillation, and traverse feed speed of 700 mm / s to obtain a rubber substrate for the developing roller.

次に、表層材として酢酸エチル100重量部に三井化学ポリウレタン社製イソシアネートD170N 2.5重量部にケッチェンブラック社製ケッチェンブラックECを0.03重量部を投入し、シンマルエンタープライゼス社製ターブラミキサにて60分撹拌した。その後、アトマックス社製AM6型ノズルを用いて2パスで膜厚が2.0μmになるようにスプレー塗布し、更に150℃で1時間の焼成を行うことで実施例1の現像ローラを得た。   Next, 0.03 parts by weight of Ketjen Black Ketjen Black EC was added to 2.5 parts by weight of Mitsui Chemicals Polyurethane Isocyanate D170N as a surface layer material, 100 parts by weight of ethyl acetate, manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd. The mixture was stirred for 60 minutes with a turbula mixer. Thereafter, spray coating was performed so that the film thickness became 2.0 μm in 2 passes using an AM6 type nozzle manufactured by Atmax Co., and further, baking was performed at 150 ° C. for 1 hour to obtain the developing roller of Example 1. .

得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法によりトナー固着、ベタ追従性、トナー供給性、トナーフィルミングについて評価を行った。   Using the obtained developing roller and toner 1, the following evaluation methods were used to evaluate toner fixation, solid followability, toner supply performance, and toner filming.

(実施例2)
テープ粗さを25μmにする以外は実施例1と同様にして実施例2の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Example 2)
A developing roller of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the tape roughness was 25 μm. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(実施例3)
テープ粗さを30μmにする以外は実施例1と同様にして実施例3の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
Example 3
A developing roller of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the tape roughness was 30 μm. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(実施例4)
研磨におけるパス回数を1回にして1パス研磨にする以外は実施例1と同様にして実施例4の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
Example 4
A developing roller of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of passes in polishing was set to 1 to make 1 pass polishing. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(実施例5)
研磨におけるパス回数を3回にして3パス研磨にする以外は実施例1と同様にして実施例5の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Example 5)
A developing roller of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of passes in the polishing was changed to 3 so that 3-pass polishing was performed. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(実施例6)
粗研磨における狙いのゴムローラ表面粗さRaを1.5μmにする以外は実施例1と同様にして実施例6の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Example 6)
The developing roller of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the target surface roughness Ra of the rubber roller in rough polishing was 1.5 μm. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(実施例7)
粗研磨における狙いのゴムローラ表面粗さRaを0.6μmにする以外は実施例1と同様にして実施例7の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Example 7)
A developing roller of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the target surface roughness Ra of the rubber roller in rough polishing was 0.6 μm. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(実施例8)
実施例1と同様にして得られた現像ローラ及びトナー3を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Example 8)
Using the developing roller and toner 3 obtained in the same manner as in Example 1, evaluation was performed by the following evaluation method.

(比較例1)
日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴムHydrin T3106をSUM製6φの金属シャフト上にゴム厚が3mmになるように押出成型し、その後150℃の環境で120分間保管して加硫した後、ローラ表面を水口製作所社製研磨機LEO600−F4L−BMEでゴムローラ表面粗さRaを1.0μmまで粗研磨し、現像ローラ用ゴム基材を得た。表層作成手順は実施例1と同様にして比較例1の現像ローラを得た。
(Comparative Example 1)
Zeon Nippon Epichlorohydrin Rubber Hydrin T3106 was extruded on a SUM 6φ metal shaft to a rubber thickness of 3 mm, and then stored in a 150 ° C. environment for 120 minutes for vulcanization. The surface roughness Ra of the rubber roller was roughly polished to 1.0 μm with a polishing machine LEO600-F4L-BME manufactured by Mizuguchi Seisakusho to obtain a rubber substrate for the developing roller. The surface layer preparation procedure was the same as in Example 1, and the developing roller of Comparative Example 1 was obtained.

得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。   The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(比較例2)
研磨におけるパス回数を4回にして4パス研磨にする以外は実施例1と同様にして比較例2の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー1を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Comparative Example 2)
A developing roller of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of passes in polishing was changed to 4 and 4-pass polishing was performed. The obtained developing roller and toner 1 were used for evaluation by the following evaluation method.

(比較例3)
実施例1と同様にして得られた現像ローラ及びトナー2を用いて、下記の評価方法により評価を行った。
(Comparative Example 3)
Using the developing roller and toner 2 obtained in the same manner as in Example 1, evaluation was performed by the following evaluation method.

<表面粗さRaの測定>
表面粗さRaは、東京精密社製サーフコム1400Dを用いて測定速度0.3mm/s、測定長さ4.0mm、カットオフ波長0.8mm、測定倍率2.0倍、λsカットオフ比300、λsカットオフ波長2.6667μmの条件で測定した。JIS−'01規格により表面粗さRaを算出した。
<Measurement of surface roughness Ra>
The surface roughness Ra was measured using a surfcom 1400D manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. at a measurement speed of 0.3 mm / s, a measurement length of 4.0 mm, a cutoff wavelength of 0.8 mm, a measurement magnification of 2.0 times, a λs cutoff ratio of 300, The measurement was performed under the condition of a λs cutoff wavelength of 2.6667 μm. The surface roughness Ra was calculated according to JIS-'01 standard.

<溝部111及び段差部112の形状測定>
溝部111の長さL1及びピッチP1、段差部112の長さL2及びピッチP2は、以下の方法にて測定した。まず、日立ハイテクマニファクチャ&サービス社製走査電子顕微鏡S−4800を用いて、倍率2000倍で現像ローラの表面5箇所(軸方向両端部、中央部、両端部と中央部との中間2箇所)を撮影した。次に、5箇所の表面写真それぞれにおいて、溝部111及び段差部112を各10本抽出し、溝部111の長さL1及びピッチP1、段差部112の長さL2及びピッチP2をそれぞれ計測した。計測した値の平均値を、溝部111の長さL1,ピッチP1、段差部112の長さL2,ピッチP2を求めた。
<Measurement of shape of groove 111 and step 112>
The length L1 and pitch P1 of the groove part 111 and the length L2 and pitch P2 of the step part 112 were measured by the following methods. First, using a scanning electron microscope S-4800 manufactured by Hitachi High-Tech Manufacturing & Service Co., Ltd., the surface of the developing roller at five magnifications of 2000 (two axial ends, two central portions, two intermediate portions between the two central portions) ). Next, in each of the five surface photographs, ten grooves 111 and ten steps 112 were extracted, and the length L1 and pitch P1 of the grooves 111 and the length L2 and pitch P2 of the steps 112 were measured. The average value of the measured values was obtained as the length L1 of the groove 111, the pitch P1, the length L2 of the step 112, and the pitch P2.

溝部111の深さDは、以下の方法にて測定した。まず、現像ローラを軸方向に切断した断面を、日立ハイテクマニファクチャ&サービス社製走査電子顕微鏡S−4800を用いて、倍率2000倍で現像ローラの断面5箇所(軸方向両端部、中央部、両端部と中央部との中間2箇所)で撮影した。次に、5箇所の断面写真からそれぞれ溝部111を10本抽出し、抽出した溝部111について計測した深さの平均値を、溝部111の深さDとした。   The depth D of the groove 111 was measured by the following method. First, a cross section of the developing roller cut in the axial direction was taken at 5 magnifications at a magnification of 2000 using a scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi High-Tech Manufacturing & Service Co., Ltd.). And two intermediate positions between both ends and the center). Next, ten groove portions 111 were extracted from each of the five cross-sectional photographs, and the average value of the depths measured for the extracted groove portions 111 was defined as the depth D of the groove portion 111.

段差部112の高さHは、以下の方法にて測定した。まず、現像ローラを軸方向に直交する方向に5箇所(軸方向両端部、中央部、両端部と中央部との中間2箇所)切断した。次に、日立ハイテクマニファクチャ&サービス社製走査電子顕微鏡S−4800を用いて、倍率2000倍で現像ローラの5箇所の断面を撮影した。撮影した5箇所の断面写真からそれぞれ段差部112を10本抽出し、抽出した段差部112について計測した高さの平均値を、段差部112の高さHとした。   The height H of the stepped portion 112 was measured by the following method. First, the developing roller was cut at five points in the direction orthogonal to the axial direction (both axial end portions, the central portion, and two intermediate portions between the both end portions and the central portion). Next, using a scanning electron microscope S-4800 manufactured by Hitachi High-Tech Manufacturing & Service, five cross sections of the developing roller were photographed at a magnification of 2000 times. Ten step portions 112 were extracted from each of the photographed five cross-sectional photographs, and the average height measured for the extracted step portions 112 was defined as the height H of the step portion 112.

以下の表1に、各実施例及び各比較例における現像ローラの作製条件、溝部111及び段差部112の形状を示す。   Table 1 below shows the development conditions of the developing roller and the shapes of the groove 111 and the stepped portion 112 in each example and each comparative example.

<評価方法>
各実施例及び比較例に記載した現像ローラ及びトナーをリコー社製IPSIO−C310の現像装置にセットして下記評価方法にて、トナー固着、ベタ追従性、トナー供給性、トナーフィルミングについて評価を行った。
<Evaluation method>
The developing roller and toner described in each example and comparative example were set in a developing device of IPSIO-C310 manufactured by Ricoh Co., Ltd. and evaluated for toner fixation, solid followability, toner supply performance, and toner filming by the following evaluation methods. went.

トナー固着:温度30℃及び湿度80%の環境で、白紙耐久1枚間欠モードにて10K枚ランニングし、ハーフトーン画像における縦白スジの本数を確認した。発生した白スジの数が0本の場合を「○」、1本の場合を「△」、2本以上の場合を「×」として評価を行った。   Toner fixation: 10K sheets were run in a white sheet durability single sheet intermittent mode in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80%, and the number of vertical white stripes in a halftone image was confirmed. When the number of generated white stripes was 0, the evaluation was made as “◯”, the case of 1 as “Δ”, and the case of 2 or more as “X”.

ベタ追従性:温度30℃及び湿度80%の環境で、白紙耐久1枚間欠モードにて10K枚ランニングした後、黒ベタ画像を2枚連続で出力したときの2枚目後端の黒ベタ濃度をマクベス濃度計で測定した。測定した黒ベタ濃度が1.45以上の場合を「○」、1.35以上1.45未満の場合を「△」、1.35未満の場合を「×」として評価を行った。   Solid follow-up performance: The black solid density at the rear end of the second sheet when 10K sheets are run in the white paper endurance single sheet intermittent mode in an environment of temperature 30 ° C and humidity 80%, and then two solid black images are output continuously. Was measured with a Macbeth densitometer. The case where the measured black solid density was 1.45 or more was evaluated as “◯”, the case where it was 1.35 or more and less than 1.45 was evaluated as “Δ”, and the case where it was less than 1.35 was evaluated as “X”.

トナー供給性:温度30℃及び湿度80%の環境で、白紙耐久1枚間欠モードにて10K枚ランニングし、黒ベタ画像を連続で出力したときの画像後端に向かって広がる濃度低下の有無を確認した。評価は画像後端部の黒ベタ濃度をマクベス濃度計で測定することで行い、測定した黒ベタ濃度が1.45以上の場合を「○」、1.35以上1.45未満の場合を「△」、1.35未満の場合を「×」とした。   Toner supply performance: In an environment of temperature 30 ° C. and humidity 80%, whether or not there is a decrease in density spreading toward the rear edge of the image when 10K sheets are run in the blank sheet durability single sheet intermittent mode and black solid images are output continuously. confirmed. The evaluation is performed by measuring the black solid density at the rear end portion of the image with a Macbeth densitometer. When the measured black solid density is 1.45 or more, “◯”, and when 1.35 or more and less than 1.45, The case of “Δ” or less than 1.35 was defined as “x”.

現像ローラフィルミング:温度30℃及び湿度80%の環境で、白紙耐久1枚間欠モードにて10K枚ランニングし、現像ローラ表面をSEMで確認。現像ローラにエアーを吹き付けた後の現像ローラ表面のトナー有無で確認した。現像ローラ表面にトナーがほぼ付着していない場合を「○」、トナーが一部取れるが現像ローラ表面形状が一部変化している場合を「△」、エアーを吹き付けてもトナーが取れず、現像ローラ表面が変化している場合を「×」とした。   Developing roller filming: Running at 10K sheets in a single blank sheet durability mode in an environment of temperature 30 ° C. and humidity 80%, and confirming the developing roller surface with SEM. The presence or absence of toner on the surface of the developing roller after air was blown onto the developing roller was confirmed. “○” indicates that the toner is almost not attached to the surface of the developing roller, “△” indicates that the toner is partially removed but the developing roller surface shape is partially changed, and the toner cannot be removed even if air is blown. The case where the surface of the developing roller was changed was indicated as “x”.

<評価結果>
各実施例及び比較例の評価結果を表2に示す。
<Evaluation results>
Table 2 shows the evaluation results of the examples and comparative examples.

表2に示す様に、実施例1〜7では、トナー固着、ベタ追従性、トナー供給性、トナーフィルミングについて良好な結果が得られた。これに対して、比較例1では、トナー固着が「△」、トナー供給性及びトナーフィルミングが「×」であった。また、比較例2では、トナー供給性が「△」、ベタ追従性が「×」であった。さらに比較例3では、ベタ追従性及びトナー供給性が「△」、トナー固着及びトナーフィルミングが何れも「×」であった。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 7, good results were obtained with respect to toner fixation, solid followability, toner supply property, and toner filming. On the other hand, in Comparative Example 1, toner adhesion was “Δ”, toner supplyability and toner filming were “x”. In Comparative Example 2, the toner supply property was “Δ” and the solid followability was “x”. Further, in Comparative Example 3, the solid followability and the toner supply property were “Δ”, and the toner fixation and the toner filming were both “x”.

以上、実施形態に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。   The developing device, the process cartridge, and the image forming apparatus according to the embodiments have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

50 画像形成装置
58 プロセスカートリッジ
100 現像装置
101 現像ローラ
111 溝部
112 段差部
50 Image forming device 58 Process cartridge 100 Developing device 101 Developing roller 111 Groove portion 112 Step portion

特開平6−175476号公報JP-A-6-175476

Claims (5)

下から順に、目開き20μmの第1ふるい、目開き45μmの第2ふるい、及び目開き75μmの第3ふるいを積み上げ、前記第3ふるいに2g載せて1分間加振した後に以下の式(1)により求められる凝集度が50〜90%のトナーと、前記トナーを担持して回転する現像ローラと、を有する現像装置であって、
前記現像ローラは、周方向に伸びる複数のスジ状の溝部と、回転軸方向に伸びる複数の段差部とを表面に有する
ことを特徴とする現像装置。
凝集度=100×(第3ふるいの残トナー量+0.6×第2ふるいの残トナー量+0.2×第1ふるいの残トナー量)/2 ・・・式(1)
In order from the bottom, a first sieve having an opening of 20 μm, a second sieve having an opening of 45 μm, and a third sieve having an opening of 75 μm are stacked, and after placing 2 g on the third sieve and shaking for 1 minute, the following formula (1 And a developing roller that carries the toner and rotates while carrying the toner,
The developing roller has a plurality of streak-like grooves extending in the circumferential direction and a plurality of stepped portions extending in the rotation axis direction on the surface.
Aggregation degree = 100 × (residual toner amount of third sieve + 0.6 × residual toner quantity of second sieve + 0.2 × residual toner amount of first sieve) / 2 Formula (1)
前記溝部は、前記周方向の長さの平均値が20〜50μm、深さの平均値が2〜5μm、間隔の平均値が10〜50μmであり、
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
The groove portion has an average length in the circumferential direction of 20 to 50 μm, an average depth of 2 to 5 μm, and an average interval of 10 to 50 μm.
The developing device according to claim 1.
前記段差部は、前記回転軸方向の長さの平均値が50〜500μm、高さの平均値が2〜5μm、間隔の平均値が50〜200μmである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
3. The stepped portion has an average length in the direction of the rotation axis of 50 to 500 [mu] m, an average height of 2 to 5 [mu] m, and an average interval of 50 to 200 [mu] m. The developing device according to 1.
画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1から3の何れか一項に記載の現像装置を有する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
A process cartridge that is detachably installed on the main body of the image forming apparatus,
A process cartridge comprising the developing device according to claim 1.
請求項1から3の何れか一項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
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